KR20040008343A - Fin & flat tube type Heat exchanger and Evaporator using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어컨, 냉동기 등에 사용되는 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 냉매 유로가 일렬로 형성된 플랫튜브와 이 플랫튜브에 직교하도록 배열된 다수의 평판형 방열휜이 브레이징 접합됨으로써 전열면적이 확대되어 열효율이 증대될 뿐만 아니라 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 원활하게 배수되어 증발기용으로 적합한 휜앤 플랫 튜브형 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger used in air conditioners, refrigerators, and the like, and more particularly, a flat tube in which a plurality of refrigerant flow paths are arranged in a row and a plurality of flat heat dissipation fins arranged to be orthogonal to the flat tube are brazed and bonded to each other. The present invention relates to a heat-and-flat tube heat exchanger which is suitable for an evaporator because the condensate generated during the heat exchange process is smoothly drained as well as the thermal efficiency is increased.
일반적으로 에어컨의 냉각사이클은 도1에 도시된 바와 같이, 저온의 기체냉매를 고온의 기체냉매로 압축시키는 압축기(92)와, 고온의 기체냉매를 응축시켜 액체냉매로 상 변화시키는 응축기(94)로 구성된 실외기(B)와, 액체냉매를 저온·저압의 액체냉매로 변환시키는 팽창장치(96)와 실내 공기가 냉각사이클의 냉매와 열교환이 이루어지는 증발기(98)와 열교환된 찬공기를 송풍시키기 위한 송풍기(99)로구성된 실내기(A)로 이루어져 있다.In general, the cooling cycle of the air conditioner is a compressor 92 for compressing a low temperature gas refrigerant into a high temperature gas refrigerant as shown in FIG. An outdoor unit (B) consisting of an air purifier, an expansion device (96) for converting a liquid refrigerant into a liquid refrigerant having a low temperature and a low pressure, and an indoor air for blowing cold air heat exchanged with an evaporator (98) in which heat exchange with a refrigerant of a cooling cycle is performed. It consists of an indoor unit (A) consisting of a blower (99).
이때 상기 응축기(94)와 증발기(98)를 구성하는 열교환기는 냉매가 유동하는 다수의 냉매 유동관과 이 냉매 유동관의 외주면에 접촉되어 전열면적을 증대시켜 주는 다수의 방열휜으로 구성되는데, 종래의 열교환기는 상기 냉매 유동관과 방열휜의 형상 및 구조에 따라 크게 휜앤 튜브형(fin & tube type) 열교환기와 플랫튜브형(flat tube type) 열교환기로 구분된다. 즉, 도2에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 휜앤 튜브형 열교환기(20)는 다수의 원형 튜브(25)와 이 원형 튜브의 외주면에 접촉되게 설치된 다수의 평판형 방열휜(27)으로 구성되어 있다. 그리고 플랫튜브형 열교환기(50)는 도4에 도시된 바와 같이, 다수의 냉매 유로(53)가 일렬로 형성된 다수의 플랫튜브(55)와, 상기 플랫튜브의 상·하면에 접촉되도록 설치된 다수의 웨이브형 또는 콜로케이트형 방열휜(57)으로 구성되어 있다.At this time, the heat exchanger constituting the condenser 94 and the evaporator 98 is composed of a plurality of refrigerant flow pipes in which the refrigerant flows and a plurality of heat radiating fins to increase the heat transfer area in contact with the outer peripheral surface of the refrigerant flow pipe. Groups are largely classified into fin & tube type heat exchangers and flat tube type heat exchangers according to the shape and structure of the refrigerant flow pipe and the heat dissipation fin. That is, as schematically shown in FIG. 2, the conventional heat exchanger tube heat exchanger 20 is composed of a plurality of circular tubes 25 and a plurality of flat heat radiation fins 27 installed in contact with the outer circumferential surface of the circular tube. Consists of. In addition, as shown in FIG. 4, the flat tube heat exchanger 50 includes a plurality of flat tubes 55 in which a plurality of refrigerant passages 53 are arranged in a row, and a plurality of flat tubes 55 are in contact with the upper and lower surfaces of the flat tube. It consists of a wave-shaped or colloidal heat dissipation fan 57.
따라서 종래의 휜앤 튜브형 열교환기(20)와 플랫튜브형 열교환기(50)는 각각 다음과 같은 단점을 가지고 있다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이, 종래의 휜앤 튜브형 열교환기(20)는 냉매 유동관이 원형이므로 냉매 유로 체적에 비하여 전열면적이 50~70%에 불과하여 전열효율이 낮으며, 원형 튜브(25)를 물리적으로 확관시켜 방열휜(27)에 밀착시키기 때문에 접촉부에 모세관 현상으로 수분, 유분 등이 막(flim;F)을 형성하여 열전달 저항이 발생된다. 따라서 이를 보상하기 위하여 외측에 설치되는 방열휜(27)의 면적을 크게 하거나 튜브(25)의 길이를 길게 해야 하므로 열교환기의 크기와 중량이 커지는 문제가 있었다. 아울러, 종래의 휜앤 튜브형 열교환기(20)는 제조 공정상에 휜 프레스 공정, 헤어핀 튜브 삽입공정, 확관공정, 유밴드 설치공정, 헤더 용접공정, 탈지, 세척, 건조 등의 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 자동화에 의한 제조가 불가능하여 제조단가가 상승하는 문제점이 있었다.Therefore, the conventional fan and tube heat exchanger 20 and the flat tube heat exchanger 50 has the following disadvantages, respectively. That is, as shown in FIG. 3, the conventional heat exchanger tube-type heat exchanger 20 has a circular heat exchange efficiency because the heat exchange area is only 50 to 70% compared to the volume of the refrigerant flow path. ) Is physically expanded and closely adhered to the heat dissipation fin 27, so that water, oil, and the like form a film Flim due to a capillary phenomenon at the contact portion to generate a heat transfer resistance. Therefore, in order to compensate for this, the area of the heat dissipation fan 27 installed on the outside should be increased or the length of the tube 25 should be lengthened, thereby increasing the size and weight of the heat exchanger. In addition, the conventional wet-and-tube heat exchanger (20) has to go through a complex process, such as a press press process, hairpin tube insertion process, expansion process, u-band installation process, header welding process, degreasing, washing, drying in the manufacturing process, automation There is a problem that the manufacturing cost is increased due to the impossible to manufacture.
반면에, 종래의 플랫튜브형 열교환기(50)는 냉매 유로 체적에 비하여 전열면적이 증대되어 열교환 효율이 우수한 장점이 있으나 공기 냉각시 발생하는 응축수(W)가 수평으로 형성된 플랫튜브(55)의 상면와 웨이브형 방열휜(57)의 계곡부에 정체되어 아래로 흘러 내리지 못하는 문제가 있었다. 이와 같이, 응축수가 정체되면 통기 저항을 증대시켜 송풍량을 감소시키고, 전열효과를 감소시켜 열교환 성능이 저하되는 결과를 유발할 뿐만 아니라 응축수 정체량이 과대할 경우는 공기 유로를 따라 비산되어 외부로 유출될 수가 있다. 따라서 이러한 문제점으로 인하여 종래의 플랫튜브형 열교환기(50)는 응축수를 강제로 비산시켜 배출하는 차량용으로만 일부 적용되었고 응축수 자연 배수방식이 적용되는 가정용 에어컨 증발기에는 채택되지 못하고 있는 실정이다.On the other hand, the conventional flat tube type heat exchanger (50) has an advantage that the heat transfer area is increased compared to the refrigerant flow path volume has an excellent heat exchange efficiency, but the upper surface of the flat tube 55 formed with the condensed water (W) generated during the air cooling horizontally There was a problem that stagnant in the valley portion of the wave-type heat radiation fan 57 does not flow down. As such, when the condensate is stagnant, the airflow resistance is increased to decrease the air flow rate, and the heat transfer effect is reduced, resulting in deterioration of the heat exchange performance. have. Therefore, due to this problem, the conventional flat tube type heat exchanger 50 has been partially applied only to a vehicle forcibly discharging condensate and discharged, and has not been adopted in a household air conditioner evaporator to which a natural condensate drainage method is applied.
이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명자는 내측(냉매측) 전열면적이 넓어 열효율이 우수한 플랫튜브형 열교환기의 장점과 응축수의 자연 배수가 원활하고 통기성이 좋은 휜앤 튜브형 열교환기의 장점을 모두 살려서 열전달 효율이 우수하여 소형화 및 경량화가 가능할 뿐만 아니라 응축수의 자연 배수가 가능하고 생산공정을 자동화할 수 있는 새로운 형태의 열교환기를 발명하기에 이르렀다.In order to solve this problem, the present inventors make use of both the advantages of a flat tube heat exchanger having excellent heat efficiency due to the large inner (refrigerant side) heat transfer area and the advantages of a fan-and-tube heat exchanger having natural drainage of condensate and good ventilation. It has led to the invention of a new type of heat exchanger capable of miniaturization and light weight, natural drainage of condensate and automation of the production process.
따라서 본 발명의 주된 목적은 열교환 효율이 향상되어 소형화 및 경량화가가능할 뿐만 아니라 응축수의 자연 배수가 원활하여 에어컨 증발기에 적용할 수 있는 휜앤 플랫 튜브형 열교환기를 제공하는 것이다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a wet and flat tube heat exchanger that can be applied to the air-conditioning evaporator as the heat exchange efficiency is improved and can be miniaturized and reduced in weight as well as the natural drainage of condensate is smooth.
또한 본 발명은 내부에 다수의 냉매 유로가 일렬로 배열된 플랫튜브를 냉매 유동관으로 채용하여 냉매측 열교환 효율을 향상시키고 다수의 응축수 유로가 형성된 평판형 방열휜을 상기 플랫튜브에 직교하게 설치함으로써 냉각된 방열핀과 상온의 실내공기가 열교환되는 과정에서 발생되는 응축수가 중력에 의해 증발기의 하측으로 원활히 배출되도록 하여 증발기의 효율을 유지하는 에어컨 증발기용 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention improves the refrigerant-side heat exchange efficiency by employing a flat tube having a plurality of refrigerant passages arranged in a line as a refrigerant flow tube, and cooling by installing a flat heat dissipation fin having a plurality of condensate flow passages orthogonal to the flat tube. The purpose of the present invention is to provide a heat exchanger for an air conditioner evaporator that maintains the efficiency of the evaporator by allowing the condensed water generated during the heat exchange of the heat radiation fins and the room air at room temperature to be smoothly discharged to the lower side of the evaporator by gravity.
도1은 일반적인 에어컨 냉각사이클을 보여주는 개념도,1 is a conceptual diagram showing a typical air conditioning cooling cycle,
도2는 종래 기술에 따른 휜앤 튜브형 열교환기의 구조를 보여주는 개략적인 부분 절단 사시도,Figure 2 is a schematic partial cutaway perspective view showing the structure of a conventional heat exchanger tube and tube type heat exchanger,
도3은 휜과 튜브 사이에 수분, 유분 등의 막이 형성된 종래 기술에 따른 휜앤 튜브형 열교환기의 부분 단면도,3 is a partial cross-sectional view of a heat exchanger tube and tube type heat exchanger according to the prior art in which a film of moisture, oil, or the like is formed between the tube and the tube;
도4는 종래 기술에 따른 플랫 튜브형 열교환기의 구조를 보여주는 개략적인 부분 절단 사시도,4 is a schematic partial cutaway perspective view showing the structure of a flat tube heat exchanger according to the prior art;
도5는 플랫튜브의 상부와 웨이브형 방열휜의 계곡에 응축수가 체류하는 종래 기술에 따른 플랫 튜브형 열교환기의 부분 단면도,5 is a partial cross-sectional view of a flat tube heat exchanger according to the prior art in which condensed water stays in the top of the flat tube and the valley of the wave heat dissipation fin;
도6은 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기를 보여주는 개략적인 부분 절단 사시도,6 is a schematic partial cutaway perspective view showing a flat and heat exchanger of heat exchanger according to the present invention;
도7은 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기에 적용된 평판형 방열휜의 일예를 보여주는 부분 절단 사시도,7 is a partial cutaway perspective view showing an example of a flat heat dissipation fin applied to the heat exchanger flat fan type heat exchanger according to the present invention;
도8은 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기에 적용된 플랫튜브의 일예를 보여주는 사시도,Figure 8 is a perspective view showing an example of the flat tube applied to the heat exchanger flat heat exchanger according to the present invention,
도9a와 9b는 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기의 바람직한 실시예를 보여주는 사시도와 평면도,9a and 9b are a perspective view and a plan view showing a preferred embodiment of the heat exchanger flat heat exchanger according to the present invention;
도10, 11 및 12는 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기를 이용한 다양한 형태의 에어콘용 증발기를 보여주는 사시도,10, 11 and 12 is a perspective view showing the evaporator for various types of air conditioner using the heat and flat tube heat exchanger according to the present invention,
도13은 응축수의 이동을 보여주는 설명도,13 is an explanatory diagram showing the movement of condensate;
도14는 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기를 이용한 에어콘용 증발기의 제조공정을 보여주는 흐름도이다.14 is a flowchart showing a manufacturing process of an evaporator for an air conditioner using a flat & heat exchanger having a flat tube type according to the present invention.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열교환기는 일정 간격으로 이격되게 배열된 다수의 평판형 방열휜과; 상기 평판형 방열휜에 직교하도록 결합된 다수의 플랫튜브와; 상기 플랫튜브의 양단에 설치되어 공급된 냉매가 지그재그 식으로 유동하도록 하는 다수의 리턴 튜브를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the heat exchanger according to the present invention includes a plurality of flat heat dissipation fans arranged to be spaced apart at regular intervals; A plurality of flat tubes coupled to be orthogonal to the flat heat dissipation beam; And a plurality of return tubes installed at both ends of the flat tube to allow the supplied refrigerant to flow in a zigzag manner.
그리고 본 발명에 따른 상기 평판형 방열휜은 소정의 폭과 높이를 갖는 금속 박판으로 이루어지며 상하좌우 방향으로 일정거리 이격되게 형성된 다수의 장공형 삽입공과, 상기 장공형 삽입공에 근접하게 형성된 소정 깊이의 응축수 유로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The flat heat dissipation fin according to the present invention includes a plurality of long hole-type insertion holes formed of a metal thin plate having a predetermined width and height and spaced apart by a predetermined distance in up, down, left and right directions, and a predetermined depth formed close to the long hole insertion hole. Characterized in that configured to include a condensate flow path.
또한 본 발명에 따른 상기 플랫튜브는 평판형 단면을 가지며 소정 간격으로 형성된 다수의 격벽에 의해 다수의 냉매 유로가 일렬로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the flat tube according to the present invention is characterized in that a plurality of refrigerant passages are formed in a line by a plurality of partition walls having a flat plate-shaped cross section formed at a predetermined interval.
그리고 상기 린턴 튜브는 상기 플랫튜브와 유사한 형태의 단면을 가지며 이웃하는 두 개의 플랫튜브를 연통시킬 수 있도록 U자형로 절곡된 것을 특징으로 한다.The linton tube has a cross section similar to that of the flat tube, and is bent in a U shape to allow two adjacent flat tubes to communicate with each other.
한편, 본 발명에 따라 휜앤 플랫 튜브형 열교환기를 이용한 에어컨용 증발기는 일정 간격으로 이격되게 배열된 다수의 평판형 방열휜과; 상기 평판형 방열휜에 직교되게 배열되어 일체로 접합된 다수의 플랫튜브와; 상기 플랫튜브의 양단에 설치되어 냉매가 지그재그 식으로 유동하게 하는 다수의 리턴 튜브와; 응축기에서 유입되는 고압의 액냉매를 균일하게 분배하기 위한 냉매 분배기와; 고압의 액냉매를 기화가 가능한 압력 및 온도로 교축팽창시키기 위한 팽창장치와; 팽창된 냉매를 플랫튜브로 공급하는 유입구 및; 열교환이 완료되어 기화된 냉매를 압축기로 보내기 위한 유출구를 포함하여 구성된다.On the other hand, according to the present invention, the air-conditioning evaporator using the fan and flat tube heat exchanger and a plurality of flat heat dissipation fins arranged at regular intervals; A plurality of flat tubes arranged integrally and orthogonally joined to the flat heat dissipation beam; A plurality of return tubes installed at both ends of the flat tube to allow the refrigerant to flow in a zigzag manner; A refrigerant distributor for uniformly distributing the high pressure liquid refrigerant flowing from the condenser; An expansion device for throttling and expanding the high pressure liquid refrigerant to a pressure and a temperature at which vaporization is possible; An inlet for supplying the expanded refrigerant to the flat tube; The heat exchange is completed and comprises an outlet for sending the vaporized refrigerant to the compressor.
또한 본 발명은 냉매를 주입하거나 유출시킬 수 있도록 상기 플랫튜브에 접합되는 하나 이상의 냉매 헤더관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises one or more refrigerant header tube bonded to the flat tube to inject or outflow of the refrigerant.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기와 이를 이용한 에어컨용 증발기에 대해 상세히 설명한다. 먼저 도6은 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기(10)의 구조를 보여주는 부분절단 사시도이다. 도시된 바와 같이, 일정 간격으로 이격되게 수직 배열된 다수의 평판형 방열휜(30)과, 상기 평판형 방열휜(30)에 직교되게 수평 배열된 다수의 플랫튜브(40)와, 각각의 플랫튜브가 서로 연통되도록 그 양 단부에 접합되는 다수의 리턴 튜브(45)로 크게 구성된다.Hereinafter, a fan and flat tube heat exchanger according to the present invention and an evaporator for air conditioner using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, Figure 6 is a partially cut perspective view showing the structure of the heat exchanger tube flat heat exchanger 10 according to the present invention. As shown, a plurality of flat heat dissipation fins 30 vertically spaced apart at regular intervals, a plurality of flat tubes 40 horizontally orthogonal to the flat heat dissipation fins 30, and each flat It consists largely of a plurality of return tubes 45 joined at both ends thereof so that the tubes communicate with each other.
이어 도7은 본 발명에 따른 플랫튜브(40)의 일예를 보여주는 사시도이고, 도8은 본 발명에 따른 열교환기에 적용되는 평판형 방열휜(30)의 일예를 보여주는 부분 절단 사시도로서, 도면에서 보는 바와 같이, 상기 플랫튜브(40)는 평판형 관의 내측에 소정 간격으로 격벽(41)을 두어 다수의 냉매 유로(43)를 형성한 것이어서 종래의 플랫튜브(55)와 유사한 형태를 가지나 종래의 플랫튜브(55)에 비해 그 폭이 작은 것이 특징이다. 따라서 본 발명에 따른 플랫튜브(40)는 종래의 원형 튜브(25)에 비해 전열면적이 커지며 냉매 유로(43)의 표면장력에 의한 애뉼러 플로우(Annular Flow)를 유도하기 때문에 열전달 효과를 높힐 수 있게 된다.7 is a perspective view showing an example of the flat tube 40 according to the present invention, Figure 8 is a partially cut perspective view showing an example of a flat heat dissipation fin (30) applied to the heat exchanger according to the present invention, As described above, the flat tube 40 forms a plurality of refrigerant passages 43 by forming partition walls 41 at predetermined intervals inside the flat tube, and thus has a shape similar to that of the conventional flat tube 55. Compared to the flat tube 55, its width is small. Therefore, the flat tube 40 according to the present invention has a larger heat transfer area than the conventional round tube 25 and induces an annular flow due to the surface tension of the refrigerant passage 43, thereby increasing the heat transfer effect. Will be.
그리고 상기 평판형 방열휜(30)은 소정의 폭과 높이를 갖는 금속 박판으로 이루어지며, 그 일측면에는 소정의 길이로 돌출된 장방형 버(bure;31)가 상하좌우 방향으로 일정거리 이격되게 다수 형성되어 상기 플랫튜브(40)가 삽입될 수 있는 장공형 삽입공(33)을 형성하게 된다. 또한 상기 장공형 삽입공(33)에 근접하고 방열휜의 길이방향을 따라 소정 깊이로 절곡된 다수의 응축수 유로(35)가 형성되어 있다. 그리고 참조번호 37은 다수의 비늘편을 형성하여 공기가 관통할 수 있도록 형성된 절결홈(37)이다.The flat heat dissipation fin 30 is formed of a thin metal plate having a predetermined width and height, and a plurality of rectangular burrs 31 protruding at a predetermined length are spaced apart at a predetermined distance in a vertical direction on one side thereof. Is formed to form an elongated insertion hole 33 into which the flat tube 40 can be inserted. In addition, a plurality of condensate flow paths 35 are formed close to the long insertion hole 33 and bent to a predetermined depth in the longitudinal direction of the heat dissipation beam. And reference numeral 37 is a notch groove 37 formed to form a plurality of scale pieces so that air can penetrate.
그러므로 도6에 도시된 바와같이, 장방형 버(31)의 길이만큼 이격되게 배열된 다수의 평판형 방열휜(30)의 삽입공(31)에 다수의 플랫튜브(40)를 수평으로 삽입하여 조립한 다음, 상기 플랫튜브(40)의 양 단부에 U자 형태의 리턴 튜브(45)를 설치한 후, 이 조합체를 고열의 가열로를 통과시켜 브레이징 접합시킴으로써 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기(10)가 완성되게 된다. 이때 상기 평판형 방열휜(30), 플랫튜브(40) 및 리턴 튜브(45)는 용재(Filler Metal)로 크래드 코팅(Clad coating)되어 있기 때문에 450℃이상의 고열을 발산하는 브레이징 로를 통과하는 동안 클래드 코팅된 금속이 고열에 의해 용융되어 각 부재를 자연스럽게 융착시키게 된다.Therefore, as shown in Figure 6, assembled by inserting a plurality of flat tubes 40 horizontally in the insertion hole 31 of the plurality of flat heat dissipation fins 30 arranged spaced apart by the length of the rectangular bur (31). Then, after installing the U-shaped return tube 45 at both ends of the flat tube 40, the combination is passed through a high-temperature heating furnace by brazing and joining the flat and heat tube heat exchanger according to the present invention ( 10) is completed. At this time, since the flat heat dissipation fin 30, the flat tube 40 and the return tube 45 are clad coated with a filler metal, they pass through a brazing furnace that emits high heat of 450 ° C. or higher. The clad coated metal is melted by high heat to naturally fuse each member.
이어, 도9a와 9b는 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기(10)의 바람직한 실시예를 보여주는 것으로서, 도시된 바와 같이, 조립된 플랫튜브(40)를 지지하는 동시에 평판형 방열휜(30)이 외력에 의해 손상되는 것을 보호하기 위한 지지 플레이트(60)가 열교환기의 양측에 별도로 설치된다. 이때 상기 지지 플레이트(60)는 플랫튜브(40)가 관통되는 삽입공(33)과 응축수가 배수되는 응축수 유로(35)가 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 지지 플레이트(60)의 일측 상단에는 냉매가 유입되는 유입구(63)가 설치되고 하단에는 냉매가 배출되는 유출구(65)가 각각 설치된다. 따라서 유입구(63)를 통해 공급된 냉매는 다수의 플랫튜브(40)와 리턴 튜브(45)를 통해 지그재그 식으로 유동하면서 실내공기와 열교환이 이루어진 다음 상기 냉매 유출구(65)를 통해 배출되게 된다.9A and 9B show a preferred embodiment of the flat heat exchanger 10 according to the present invention. As shown, the flat heat dissipation fin 30 supports the assembled flat tube 40 at the same time. Support plates 60 for protecting them from damage by external forces are separately installed on both sides of the heat exchanger. At this time, the support plate 60 is preferably formed integrally with the insertion hole 33 through which the flat tube 40 and the condensate flow path 35 through which the condensed water is drained. In addition, an inlet 63 through which the refrigerant is introduced is installed at one end of the support plate 60, and an outlet 65 through which the refrigerant is discharged is installed at the lower end thereof. Therefore, the refrigerant supplied through the inlet 63 flows in a zigzag manner through the plurality of flat tubes 40 and the return tube 45, and then heat exchanges with the indoor air, and then is discharged through the refrigerant outlet 65.
한편, 도9b의 평면도에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 플랫튜브(40)는 동일 평면에 대해 소정거리 이격되게 설치되어 있기 때문에 발생된 응축수가 플랫튜브(40) 사이의 응축수 유로(35)를 따라 하부로 자연 배수되게 된다. 따라서 응축수가 플랫튜브(40)의 상면에 체류되는 것을 막아 열교환 성능이 저하되거나 공기의 흐름을 차단하는 것을 방지된다.On the other hand, as shown in the plan view of Figure 9b, since the flat tube 40 according to the present invention is installed at a predetermined distance apart from the same plane generated condensate water flow path 35 between the flat tube 40 It will naturally drain down. Therefore, the condensed water is prevented from remaining on the upper surface of the flat tube 40 to prevent the heat exchange performance is reduced or to block the flow of air.
이어서 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기(10)를 이용한 에어컨용증발기의 바람직한 실시예를 살펴보면, 본 발명에 따른 열교환기(10)는 냉매 팽창장치와 헤더관의 결합구조에 따라 여러 가지 실시예가 있을 수 있다. 예를 들어, 도10은 모세관(75)으로 액냉매를 교축팽창시키는 증발기를 보여주는 개략적인 사시도이고, 도11는 팽창밸브를 이용하여 액냉매를 교축팽창시키는 증발기를 보여주는 사시도이며, 도12는 열교환기의 좌우측에 냉매 유출입 헤더관(83)과 리턴 헤더관(85)를 각각 설치하여 유입관(86)을 통해 주입된 냉매가 유출입 헤더관(83)을 통해 다수의 플랫튜브(40)로 공급되고 다시 리턴 헤더관(85)에 의해 흐름방향이 전환된 냉매를 유출관(87)을 통해 배출시키는 것이다. 이때 상기 유출입 헤더관(83)에는 하나 이상의 차단판(88)이 일체로 형성되어 냉매의 유로를 제어하게 된다.Next, a preferred embodiment of the evaporator for an air conditioner using the wet and flat tube type heat exchanger 10 according to the present invention will be described. There may be. For example, FIG. 10 is a schematic perspective view showing an evaporator for axially expanding a liquid refrigerant with a capillary tube 75. FIG. 11 is a perspective view showing an evaporator for throttling a liquid refrigerant using an expansion valve, and FIG. 12 is a heat exchanger. The refrigerant inlet and outlet header tube 83 and the return header tube 85 are respectively installed on the left and right sides of the machine, and the refrigerant injected through the inlet tube 86 is supplied to the plurality of flat tubes 40 through the inlet and outlet header tube 83. Then, the refrigerant whose flow direction is changed by the return header tube 85 is discharged through the outlet tube 87. At this time, one or more blocking plates 88 are integrally formed in the outflow header tube 83 to control the flow path of the refrigerant.
이하, 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기(10)를 이용한 증발기의 작용을 첨부도면을 참조하여 간단히 살펴보면, 먼저 도10에 도시된 바와 같이, 응축기에서 액화된 고압의 액냉매는 냉매 분배기(73)에서 균일하게 하나이상의 모세관(75)으로 나누어지고 고압의 액냉매는 모세관(75)을 통과하는 동안 팽창되어 유도관(77)을 통해 플랫튜브(40)로 유입된다. 반면에 도11 및 도12의 경우와 같이, 팽창밸브(72)를 사용할 경우에는 응축기에서 유입된 고압의 액냉매는 팽창밸브(72)를 통과하면서 교축팽창되어 냉매 분배기(73)에 의해 균일하게 배분되어 분지관(76)과 입구 헤더관(77) 또는 유입 헤더관(83)을 통해 플랫튜브(40)로 유입된다. 이러한 방식으로 유입된 냉매는 플래튜브(40)와 리턴 튜브(45) 또는 리턴 헤더관(85)를 따라 지그재그 식으로 유동하면서 증발이 완료되고 기화된 냉매는 출구헤더관(78) 또는 유출 헤더관(83)을 통해 배출되게 된다.Hereinafter, the operation of the evaporator using the wet and flat tube heat exchanger 10 according to the present invention will be briefly described with reference to the accompanying drawings. First, as shown in FIG. 10, the high-pressure liquid refrigerant liquefied in the condenser is a refrigerant distributor 73. ) Is uniformly divided into one or more capillary tubes (75) and the high pressure liquid refrigerant expands during passage through the capillary tubes (75) and enters the flat tube (40) through the induction tube (77). On the other hand, as shown in FIGS. 11 and 12, when the expansion valve 72 is used, the high-pressure liquid refrigerant introduced from the condenser is throttled and expanded while passing through the expansion valve 72 to be uniformly distributed by the refrigerant distributor 73. It is distributed and flows into the flat tube 40 through the branch pipe 76 and the inlet header pipe 77 or the inlet header pipe 83. The refrigerant introduced in this manner flows in a zigzag manner along the plate tube 40 and the return tube 45 or the return header tube 85, and evaporation is completed, and the vaporized refrigerant is the outlet header tube 78 or the outlet header tube. It is discharged through (83).
한편, 플랫튜브(40) 내로 공급된 액냉매는 액체상태에서 기체상태로 상변화를 하게 되고 이때 필요한 증발 잠열은 플랫튜브(40)를 통하여 외부에서 얻게 된다. 이 과정에서 외부의 열은 공기→방열휜→플랫튜브→냉매로 이동하게 되고 냉매는 흡열작용을 통해 증발기를 통과하는 공기를 냉각시키게 된다. 이때 방열휜(30)의 표면에 노점온도 이하의 공기가 접촉하게 되면 응축수(W)가 발생되는데, 발생된 응축수는 도13에서 보는 바와같이, 방열휜(30)의 표면에서 공기의 유동방향으로 작용되는 힘과 중력 방향의 중력가속도의 힘에 의해 하향 사선 방향으로 이동하다가 플랫튜브(40) 사이에 형성된 응축수 유로(35)를 따라 아래로 흘러내리게 된다. 따라서 본 발명에 따른 증발기는 응축수의 자연 배수가 원활히 이루어지기 때문에 가정용 에어콘용 증발기에 적합하다. 한편, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기는 응축수의 자연 배수가 원활하여 증발기용으로 적합하나 종래의 열교환기에 비해 열효율이 우수하고 제조공정이 단순하므로 응축기용으로 사용하는 것도 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 열교환기는 단지 증발기용으로 한정되는 것이 아니라 증발기 및 응축기 어느 경우에서나 사용될 수 있다.On the other hand, the liquid refrigerant supplied into the flat tube 40 is a phase change from the liquid state to the gas state and the latent heat of evaporation required at this time is obtained from the outside through the flat tube (40). In this process, the external heat is moved to air → radiation 휜 → flat tube → refrigerant, and the refrigerant cools the air passing through the evaporator through endothermic action. At this time, when the air below the dew point temperature comes into contact with the surface of the heat dissipation fan 30, condensate water is generated. As shown in FIG. It moves downward in an oblique direction by the applied force and the force of gravity acceleration in the direction of gravity, and then flows down along the condensate flow path 35 formed between the flat tubes 40. Therefore, the evaporator according to the present invention is suitable for the evaporator for home air conditioners because the natural drainage of the condensate is made smoothly. On the other hand, the heat exchanger according to the present invention as described above is suitable for the evaporator because the natural drainage of the condensate is smooth, but it is also possible to use for the condenser because the thermal efficiency is superior to the conventional heat exchanger and the manufacturing process is simple. The heat exchanger according to the invention is thus not limited to just an evaporator but can be used in either case of an evaporator and a condenser.
이어서, 본 발명에 따른 휜앤 플랫 튜브형 열교환기를 이용한 증발기의 제조공정을 설명한다. 도14는 본 발명에 따른 열교환기의 제조공정을 개략적으로 나타낸 흐름도로서, 이를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 열교환기의 제조공정은 먼저 소정의 크기를 갖는 금속 박판의 일측면에 다수의 버(31), 삽입공(33) 및 응축수 유로(35)를 일체로 형성하는 방열휜 프레스 가공공정이 실시되고, 이어, 소정의 크기로 절단된 플랫튜브(40)와 방열휜의 버(31) 부분에 용재(크래드)를 도포한다. 그리고 소정의 간격으로 배열된 상기 방열휜(30)의 삽입공(33)에 플랫튜브(40)를 삽입하여 조립한 다음, 리턴 튜브(45) 및 각종 헤더관 등 적절하게 용재가 도포된 부품을 조립하여 조립체를 조립한 후, 고열을 발산하는 브레이징 로를 통과시켜 코팅된 용재가 고열에 의해 용융되어 각 부재를 자연스럽게 융착되도록 함으로써 본 발명에 따른 열교환기가 완성된다.Next, the manufacturing process of the evaporator using the wet and flat tube type heat exchanger which concerns on this invention is demonstrated. 14 is a flow chart schematically showing a manufacturing process of the heat exchanger according to the present invention. Referring to this description, the manufacturing process of the heat exchanger according to the present invention first includes a plurality of burrs on one side of a metal sheet having a predetermined size. (31), the heat dissipation press press process process which integrally forms the insertion hole 33 and the condensate flow path 35 is performed, and then the flat tube 40 cut | disconnected to predetermined | prescribed size and the burr 31 of a heat dissipation saw Apply the material (clad) to the part. Then, the flat tube 40 is inserted into the insertion hole 33 of the heat dissipation fin 30 arranged at predetermined intervals, and then assembled. After assembling by assembling the assembly, the heat exchanger according to the present invention is completed by passing the brazing furnace that emits high heat so that the coated material is melted by high heat to naturally fuse each member.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기는 휜앤 튜브형 열교환기와 플랫튜브형 열교환기의 장점을 이용한 것이므로 열교환 효율이 향상되어 소형화 및 경량화가 가능할 뿐만 아니라 응축수의 자연 배수가 요구되는 가정용 에어컨 증발기에 적합한 효과가 있다.As described above, the heat exchanger according to the present invention utilizes the advantages of the fan-and-tube heat exchanger and the flat tube heat exchanger, so that the heat exchange efficiency is improved, which makes it possible to miniaturize and reduce the weight, and also has an effect suitable for a domestic air conditioner evaporator requiring natural drainage of condensate. have.
본 발명에 따른 열교환기는 공기측 전열면적 및 전열효율을 증대하기 위한 방열휜을 수직으로 관통하여 단면에서 긴변이 공기 유로와 평행하게 상하 좌우방향으로 소정 간격으로 배열되어 통기 저항이 최소화 되고, 공기 냉각시 발생되는 응축수가 방열휜의 표면을 따라 자연스럽게 흘러 내리는 효과가 있다.The heat exchanger according to the present invention vertically penetrates the heat radiation 휜 to increase the heat transfer area and the heat transfer efficiency at the air side, and the long side in the cross-section is arranged at predetermined intervals in the vertical direction in parallel with the air flow path, thereby minimizing the ventilation resistance, and cooling the air. The condensate generated during the flow flows naturally along the surface of the heat sink.
본 발명은 또한 터널 컨베어식 질소 로 등에서 자동 브레이징 공법으로 제조되어 제조단가가 저렴하며 확관시 발생하는 발열휜과 튜브 사이의 간극으로 인한 열전달 저항이 없이 열전달 효율이 극대화되어 소형화, 경량화가 가능한 에어컨용 증발기를 제공할 수 있다.The present invention is also manufactured by the automatic brazing method in the tunnel conveyor nitrogen furnace, etc. manufacturing cost is low, and the heat transfer efficiency is maximized without the heat transfer resistance due to the gap between the heat generated during expansion and tube and tube for miniaturization, light weight Evaporators may be provided.
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